UNIVESIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

MECÂNICA DOS SOLOS II - PROF: JEAN MARK

ALUNO: JEAN ALMEIDA NASCIMENTO CÓD: 0911207

ATERRO SOBRE SOLOS MOLES

EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA

SÃO LUÍS – MA

2012

1. INTRODUÇÃO

A presença de solos moles em um terreno onde se pretende executar uma

obra, constitui um desafio para o desenvolvimento do projeto, pois em se tratando de

solos moles tem-se o aparecimento de vários problemas, como baixa resistência à

penetração (compressibilidade), alto índice de vazios, matéria orgânica, onde

geralmente os solos com essa característica apresentam também coesão. Estes são

representados mais constantemente por argilas moles ou areias fofas, sendo que os

ambientes de deposição variam desde fluvial, até costeiro, passando por mangues,

com a ocorrência de argilas orgânicas.

Dentre as inúmeras soluções para enfrentar esse tipo de problema, tem-se o

recente emprego de geossintéticos, que são compostos geralmente por polímeros

(plásticos), sendo que o emprego destes visa a melhoria ou substituição das

propriedades físicas comportamentais do solo.

Nos caso dos aterros sobre solos moles, dependendo do tipo de obra que se

queira executar, os geossintéticos poderão ser de grande utilidade, visando suprir as

deficiências que o solo poderá apresentar.

SUMÁRIO

1. ATERROS SOBRE SOLOS MOLES

1.1 BLOCOS DE ISOPOR

1.2 REMOÇÃO DE SOLO MOLE04

1.3 BERNA

1.4 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS

1.5 ATERRO ESTAQUEADO

1.6 PRÉ - CARREGAMENTO

1.7 DRENOS VERTICAIS COM SOBRECARGA

1.8 GEODRENOS E SOBRECARGA TEMPORÁRIA

1.9 EMOUXO LATERAL NA ESTACA

1.10 CPR (CONSOLIDAÇÃO PROFUNDA RADIAL)

2. EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA

2.1 GEOTÊXTEIS

2.2 GEOCÉLULAS

2.3 GEOGRELHAS

2.4 GEOMANTOS

2.5 GEODRENOS

2.6 GEOESPAÇADORES

2.7 GEOMEMBRANAS

3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

2. ATERROS SOBRE SOLOS MOLES

Para execução de obras de engenharia do ponto de vista geotécnico os

principais problemas encontrados logo após a execução do serviço de aterro sobre

solos moles, se resumem em saber que recalque esse solo vai ter ao longo do tempo

e a estabilidade do aterro logo após a construção.

Dependendo do tipo de obra que se queira executar, foram desenvolvidas ao

longo dos anos diversas técnicas para realizar este procedimento:

2.1 BLOCOS DE EPS (ISOPOR)

É largamente utilizada nos Estados Unidos e Europa, mas no Brasil a sua

utilização ainda é pouco conhecida, visa a solução para o encabeçamentos de pontes

e viadutos, em obras de rodovias, bem como para a estabilização de locais com solos

moles, o seu uso na estrutura resolve dificuldades com solos moles, substituindo o

tradicional aterramento, e serve como base para receber o asfalto, evitando recalques

na pista, comuns quando utilizado a terra neste tipo de solo. O bloco tem a vantagem

de apresentar o peso específico muito baixo 1 a 1,5KN/m³.

EX: Duplicação da BR 101 - Paraíba

Blocos de EPS (Isopor®) foram utilizados em substituição ao solo compactado na duplicação da Rodovia BR 101, na cabeceira da ponte sobre o rio Preto, no estado da Paraíba. Foram usados 7.000 m³ de EPS em blocos com dimensões de 4 metros de comprimento, por 1,25 m de largura e 1 m de altura, fornecidos pela Knauf Isopor, unidade Cabo de Santo

Agostinho (PE). Esta é a primeira obra em estradas da região que utiliza o conceito de aterro ultraleve, com aplicação de isopor em solos moles.

Esquema em corte do emprego do bloco de EPS (isopor):

2.2 REMOÇÃO DE SOLO MOLE

Em alguns casos para obras rodoviárias, a remoção de solo mole e

substituição por material granular pode se levada em conta, entretanto de acordo com

o DNIT esta só deve ser considerada para depósitos poucos expessos, comprimento

inferior a 200m e espessura de solo mole inferior a 3m. Além disso, só deve ser

considerada quando a camada for totalmente substituída. A técnica é considerada

eficaz, rápida, onerosa e pode ter grande impacto ambiental.

2.3 BERMA

As bermas de equilíbrio podem ser empregadas para estabilizar e suavizar a

inclinação média da talude de um aterro, levando a um fator de segurança contra

ruptura.

2.4 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS

A técnica implica subdivir a altura de aterro em duas ou três etapas. A primeira

é construída aquém da altura, para que seja estável, seguindo-se um período de

repouso para que o processo de consolidação dissipe parte das poropressões e o solo

mole ganhe resistência. Após certo tempo, quando o ganho de resistência chegar aos

níveis estabelecidos no projeto e que garantam estabilidade, uma segunda etapa do

aterro pode ser executada.

2.5 ATERRO ESTAQUEADO

Esta solução pode transferir a carga do aterro diretamente a um substrato mais

resistente, aliviando a camada mola e evitando os recalques. Consiste em empregar

um conjunto de estacas, geral pré-moldadas de concreto armado ou madeira tratada

dispostas em malha quadrada. As estacas são projetadas para transferir toda a carga

do aterro para as camadas mais resistentes do terreno.

Sobre a cabeça de cada estaca executa-se uma pequena laje denominada

capitel, com dimensões, em geral, de 1m x 1m ou 1,5m x 1,5m. Uma camada de

trabalho granular e compactada é executada sobre os capitéis para melhor distribuir as

cargas. O aterro compactado é executado em seguida de maneira convencinal. A

técnica é considerada rápida e reduz bastante o recalque.

2.6 PRÉ – CARREGAMENTO

Sobre o solo é aplicada uma sobrecarga temporária, em geral da ordem de 25

a 30% do peso do aterro para acelerar os recalques. O tempo de permanência da

sobrecarga é determinado por estudos de adensamento e posteriormente verificado no

campo através de instrumentação para observação de recalques e poropressões. Esta

alternativa pode ser eficaz em solos silto – arenosos, mas é pouco eficaz em solos

argilosos de baixa permeabilidade, especialmente se a espessura da camada mole for

grande. Nesse caso, esta alternativa só é eficaz se combinada com o uso de drenos

ou geodrenos.

2.7 DRENOS VERTICAIS COM SOBRECARGA

Sobre o solo mole é possível a colocação de um geossintético, capaz de

auxiliar o solo no processo de drenagem, aumentando sua resistência a compressão.

Com essa técnica tem-se uma estabilização do recalque mais rápida do que a do

aterro convencional.

2.8 GEODRENOS E SOBRECARGA TEMPORÁRIA

No caso de obras rodoviárias emprega-se geodrenos com 100mm de largura e

3 a 5mm de espessura e grande comprimento. São cravados verticalmente no terreno,

dispostos em malha, de forma a permitir a drenagem e acelerar os recalques. Os

geodrenos são a alternativa técnica e econômica que substituem os antigos drenos de

areia.

2.9 EMPUXO LATERAL NAS ESTACAS

A construção de um aterro sobre uma camada mole provoca deslocamentos

laterais no solo. Uma estaca situada dentro deste campo de deslocamentos sofrerá

um carregamento lateral devido aos deslocamentos de massa de solo.

2.10 CPR (CONSOLIDAÇÃO PROFUNDA DO SOLO)

A técnica atua em todas as camadas do solo, e consiste em na

cravação de bulbos de geougrout e geodrenos que produzem tensões de deformações

radiais, e vão dando ao solo mole um super adensamento.

3. EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA

Os geossintéticos são constituídos por uma grande variedade de materiais e

formas, estes podem suprir o papel do material natural, repleto de restrições

ambientais, em obras de drenagem, barreira de impermeabilização, reforço de

encostas e barragens, rodovias, etc.

De acordo com o processo de fabricação os geossintéticos podem ser

classificados em:

3.1 GEOTÊXTEIS

São mantas contínuas de fibras ou filamentos, tecidos, não tecidos, tricotados

ou costurados. São usados para separação dos solos, proteção, filtração,

drenagem, reforço e controle de erosões.

3.2 GEOCÉLULAS

São arranjos tridimensionais relativamente espessos, constituídos por tiras

poliméricas. As tiras são soldadas para formar células interconectadas que são

preenchidas com solo e, às vezes, concreto.

3.3 GEOGRELHAS

Possuem estrutura em forma de grelha, com malha retangular ou quadrada

e seu uso é predominantemente estrutural como reforço

de estruturas de solo. As geogrelhas possuem elementos com grande

resistência à tração

Ex: Av. IV Centenário, São Luís – MA, abril de 2012

Cabeçeira de uma das pontes, sendo reforçada com geogrelha

3.4 GEOMANTAS

Possuem estrutura tridimensional, ou seja, a espessura é relativamente

grande, diferentemente dos geotêxteis e apresentam cerca de 90% de vazios

em seu volume. A sua principal aplicação é a proteção superficial

do solo contra a erosão

3.5 GEODRENOS

É um tipo especial de geocomposto constituído por um

núcleo drenante envolvido por um geotêxtil com função de filtro. O seu formato

lembra o de uma mangueira de incêndio. A forma mais comum de aplicação é

como dreno vertical sendo aplicado por equipamento semelhante a uma

perfuratriz de solos, com a intenção de fazer o rebaixamento do lençois

freáticos e o adensamento de solos moles.

3.6 GEOESPAÇADORES

Possuem estrutura tridimencional com grande volume de vazios. Sua

principal aplicação é em drenagem, pois consegue propiciar grandes vazões

apesar da pequena seção transversal. É comum seu uso em conjunto com

outros geossintéticos formando os geocompostos.

3.7 GEOMEMBRANAS

  Apresentam excelente performance quando utilizada

como revestimento impermeabilizante. Os tipos mais encontrados são as de

polietileno de alta densidade – PEAD e as de policloreto de vinila – PVC.

As geomembranas são muito utilizadas em canais,barragens, aterros

sanitários, lagoas de rejeito de mineradoras, entre outras.

4.0 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Para a execução de obras em locais com solos moles é fundamental ser

realizado estudos e ensaios acerca dos mesmos, a fim de se conhecer as suas

propriedades, e suas condições de adensamento para se possível se prever

prever no futuro os possíveis recalques, entretanto os resultados de tais

estudos podem indicar até mesmo a impossibilidade de se edificar sobre o

terreno sendo necessário a utilização dos mais variados tipos de geossintéticos

como os já citados acima.

No Brasil ainda tem-se como solução mais comum para aterros moles o

emprego de drenos verticais com sobrecarga, aterros reforçados, aterros

construídos por etapa, sendo que técnicas como o uso de blocos de EPS e

aterros sobre estacas são consideradas técnicas em ascensão no país.

5.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

<http://engenheirarusf.blogspot.com.br/2011/04/na-duplicacao-da-br-101-foi-utilizado-o.html> , acessado em 02/08/12

<http://www1.dnit.gov.br/anexo/Anexo/Anexo_edital0004_02-00_0.pdf>, acessado em

02/08/12

<http://www.abms.com.br/home/temas/geossinteticos/indice>

<http://www.abms.com.br/home/temas/geossinteticos/indice/72-brasil-se-prepara-para-receber-evento-mundial-de-geossinteticos>, acessado em 02/08/12

<http://www.bidim.com.br/Mod_03/ProdutosA.asp>, acessado em 02/03/12

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Geossint%C3%A9tico>, acessado em 02/08/12